TW538545B - Semiconductor device and process for same - Google Patents

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TW538545B TW091108956A TW91108956A TW538545B TW 538545 B TW538545 B TW 538545B TW 091108956 A TW091108956 A TW 091108956A TW 91108956 A TW91108956 A TW 91108956A TW 538545 B TW538545 B TW 538545B
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Description

538545
91108956.ptd 第5頁 Ρ^8545
五、發明說明(2) 氧f膜1 〇,而覆蓋住浮動式閘極電極4之側壁。在這裡妒 成氧化膜1 0,係為了防止由浮動式閘極電極4之側壁揮發 電子以及用以回復蝕刻所造成之損傷之緣故。但是 極層7或其附近之矽基板1呈非結晶質化之部分,由於用/以、 形成氣化膜1 〇之熱處理之熱量,以致於發生矽之再結晶X 化。由於該再結晶化,以致於在矽基板1内,菸 曰曰 P名1 1 〇 、士以 ’又王、、、口曰曰缺 、化樣之結晶缺陷11,係可能造成源極層7和汲極層6 間之漏電流,而妨礙半導體裝置之正常動作。此外,包9含 具有這種可能性之結晶缺陷丨丨,係會降低半 =s 靠性。 τ版衣直之可 另一方面,已經知道在矽基板内包含氮之時,則在再辞 容易發生結晶缺陷。因此,•了防止結晶: & 果,考慮在圖6之階段,進行藉由氮流動所 仏成之加熱燈退火之方法。該加熱燈退火也稱為rRTp /(ypid Thermal Process :快速熱製程)處理」。在 行藉由氮流動所造成之加熱燈退火之狀態下,正如圖9 ,可以達到成為目的之矽基板丨之氮化,但是,同 ;戶=出ΐ浮動式閑極電極4之側壁上,形成氮化膜13。 〜化樣一形成氮化膜13之時,接著,正如圖1〇 使藉由TE0S膜9進杆增芸而# 士批本w 口 所不 即 進仃復皿而轭加熱處理,也無法在氮化犋 开…二ί ί 0形成在浮動式閘極電極4之側壁上之 二4 μ在、、形成氧化膜10之時,則很可能由浮動式閘朽 電極4之側壁揮發電子。 子動式閘極 口此本^明之目的,係提供一種可防止由浮動式閑極
538545 五、發明說明(3) 電板之偵j ^ &漏電流發 半導體裝置 【發明概要 為了達成 係具備有: 半導體基 浮動式閘 板之上側; 活性區域 電極兩側之 别述半導體 入不純物之 2個區域而 及氧化膜( 不揮發電子 處理時之結 極之側璧揮 在前述發 造,以致‘ 侵入至矽基 為了達成 製造方法, 極係透過氧 揮發電子並且防 生及可靠性高之 之製造方法。] 前述目的,因此 止半導體基板中之結晶缺陷、 半導體裝置,而且,還提供該 ’根據本發明之半導體裝置, 板; 極電極 以及, ,係在 位置上 基板係 不純物 包含氮 透過前 )0可 晶缺陷 發電子 明中, 砷之原 板中。 前述目 係包含 化膜而 係透過 氧化膜而形成在前述半導體基 由上 ,露 包含 注入 參, 刖 述側 以藉 之發 之半 前述 子量 方觀 出前 由前 區域 述浮 壁、 由採 生並 導體 不純 大, 察時,於 述半導體 述活性區 ; 前述不 動式閘極 形成為覆 用该構造 且防止由 裝置。 物係最好 結果,容 鄰接前 基板之 域開始 純物注 電極, 蓋前述 ,而成 電子之 為砂。 易猎由 的,因此 以下之製 形成在半 ,根據本發明之 程:具有側壁之 導體基板之上_ 述浮動式 表面;此 而朝向内 入區域係 係包含側 侧壁、以 為能夠防 净動式間 藉由採用 ^入而使 i導體裝
頁 7 第 538545 五、發明說明(4) 時,配置成為在鄰 露出前述半導體基 前述活性區域者, 下,進行熱處理之 在前述加熱燈退 之環境下,進行熱 之氧化膜形成作業 火作業中,於不形 之側壁上,進行活 電極之側壁上,並 業中,可以在浮動 膜。 在前述發明中, 含氧體積比1 0 %以 便於在浮動式閘極 且,充分地進行活 在前述發明中, 法,以致於砷之原 侵入至石夕基板中。 【較佳實施例之說 (實施形態1 ) 就根據本發明之 法,進行說明。一 係相同於習知。在 浮動式閘 之活性區 氮和氧之 退火作業 之後,於 以便於在 採用該方 膜之狀態 之氮化。 氮化膜, 電極之側 接前述 板表面 在包含 加熱燈 火作業 處理, 。藉由 成氮化 性區域 無形成 式閘極 極電極兩側之位置具有 域,對於注入不純物至 第1混合氣體之環境 ;以及, 包含氧之第2混合氣體 前述側壁,形成氧化膜 法,以便於在加熱燈退 下,在浮動式閘極電極 能夠藉由在浮動式閘極 以便於在氧化膜形成作 壁上,正常地形成氧化 作為前述第1混合氣體,係最好使用包 上、7 0 %以下者。藉由採用該方法,以 電極之側壁上,並無形成氮化膜,並 性區域之氮化。 前述不純物係最好為砷。藉由採用該方 子量大,結果,容易藉由注入而使得砷 實施形態1中之半導體裝置之製造方 直到圖6所示之構造為止之製造作業, 這裡,進行藉由包含氧和氮之第1混合
C:\2D-CODE\91-07\91108956.ptd 第8頁 538545 五、發明說明(5) 氣體之流動之所造成之加熱燈退火,以便於取代進行向來 所認為之藉由氮流動之所造成之加熱燈退火。第1混合氣 體中之氧含有率係可以為體積比1 0 %以上、7 0 %以下。 在進行前述之加熱燈退火之時,正如圖1所示,於活性 區域,進行氮化,而以由表面開始擴散至内部之形式,形 成氮化區域1 2。必須以例如氮化區域1 2完全地包含源極層 7和汲極層6而進行擴散之條件,進行加熱燈退火。結果, 在使得源極層7中之成為不純物之砷(As )和藉由加熱燈 退火而進行氮化之部分之氮原子N間之深度方向之濃度分 布成為圖形化之時,則成為圖2所示。正如由圖2所明白顯 示的,在矽基板1中之注入有砷之部位上,一定注入有 氮。 像這樣在藉由第1混合氣體而進行加熱燈退火之狀態 下,正如圖1所示,在浮動式閘極電極4之側壁上,並無形 成氮化膜1 3。然後,正如圖3所示,藉由CVD法等,形成 TEOS膜9,以便於覆蓋住上面。此外,藉由在包含氧之第2 混合氣體之環境下,進行熱處理,正如圖4所示,以便於 浮動式閘極電極4之側壁呈熱氧化,形成氧化膜1 0,而覆 蓋住浮動式閘極電極4之側壁。藉由蝕刻TEOS膜9,而得到 圖5所示之構造之半導體裝置。 在注入砷至源極層7之後,進行藉由包含氧和氮之第1混 合氣體之流動之所造成之加熱燈退火,以便於取代進行藉 由氮流動之所造成之加熱燈退火,因此,在浮動式閘極電 極4之側壁上,呈稀薄地形成氮化膜(省略圖示),以致
C:\2D-C0DE\91-07\91108956.ptd 第9頁 538545 五、發明說明(6) 於妨礙氮化膜13之形成。結果,並盔 為問題之氮化膜13 ’而進行矽美^开^成在圖9、圖1〇成 藉由在浮動式間極電極4之:;基上板〗;=^^ 面之作業中,於藉由_膜9::=^^ 而進仃熱處理之時,銥豹力 > 么上 ^固之狀悲下 正常地形成氧化膜:10夠在…閉極電極4之側壁上, 結果,能夠防止來自浮動式閘極 且,能夠製造藉由在石夕基板中之所 發,並 晶缺陷發生之半導體裝置。 王欣之虱化物而防止結 此外,藉由第1混合氣 ι_…t之溫度下,進行數成十之:二退火,係在 °C,進秒鐘的話,可得到效果。,·里左右。例如在1100 提及第1混合氣體中之氧含有 、7〇%以下;在氧體 ”、、=比10%以上 之形成,因此,無法得到充分之;防止氮化膜 7 0 %之時,% _傲ρ 、 在軋體積比高於 才則孔艾付過少,而無法充分地進杆访I 〆 化。因此’最好為體積比10 % 土板之鼠 (實施形態2) 以下。 參照圖5 ’就根據本發明膏 進行說明。該半導-Λ广形悲2中之半導體裝置, 問極電極4之側辟/衣Λ’/糸正如圖5戶斤示,係在浮動式 度下ιΛΛ 10 (在不揮發電子之程 : 形成為覆盍住側壁)。此外,該半導I#肝署,尨Β ,由作為半導體基板之矽基板丨之活衣’ '/、 有作為不純物之石申之不純物注入區域;在該不純 第10頁 C:\2D-CODE\93-O7\9no8956.ptd 538545 五、發明說明(7) 物注入區域,也一定包含有氮。 如果成為這樣之構造的話,則可以成為能夠防止結晶缺 陷並且防止來自浮動式閘極電極之電子揮發之半導體裝 置。此外,如果成為這樣構造之半導體裝置的話,則可以 藉由適用在實施形態1所說明之製造方法而容易進行製 造。 此外,在前述之各個實施形態,作為不純物,係使用 砷,但是,除了砷之外,也可以使用硼或磷,作為不純 物。但是,在使用砷之狀態下,由於珅之原子量大,因 此,容易因為注入而侵入至矽基板,結果,變得理想。 如果藉由本發明的話,由於是在包含氮和氧之第1混合 氣體之環境下,進行熱處理之加熱燈退火作業,因此,在 不形成氮化膜之狀態下,於浮動式閘極電極之側壁上,進 行活性區域之氮化。所以,在氧化膜形成作業中,能夠在 浮動式閘極電極之側壁上,正常地形成氧化膜,可以製造 能夠防止電子揮發之半導體裝置。 【元件編號之說明】 1 半導體基板 2 (通道)氧化膜 4 浮動式閘極電極 5 控制用閘極電極 6 不純物注入區域(汲極層) 7 不純物注入區域(源極層) 8 TEOS 膜
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C:\2D-CODE\91-07\91108956.ptd 第12頁 538545 圖式簡單說明 圖1係根據本發明之實施形態1中之半導體裝置之製造方 法之第1作業之說明圖。 圖2係根據本發明之實施形態1中之氮和砷之由基板表面 開始之深度和濃度間之關係之圖形。 圖3係根據本發明之實施形態1中之半導體裝置之製造方 法之第2作業之說明圖。 圖4係根據本發明之實施形態1中之半導體裝置之製造方 法之第3作業之說明圖。 圖5係根據本發明之實施形態1中之半導體裝置之製造方 法之第4作業之說明圖。 圖6係根據習知技術之半導體裝置之製造方法之不純物 注入後之狀態之說明圖。 圖7係根據習知技術之半導體裝置之製造方法之TEOS膜 形成後之狀態之說明圖。 圖8係根據習知技術之半導體裝置之製造方法之熱處理 後之狀態之說明圖。 圖9係在根據習知技術之半導體裝置之製造方法中而適 用氮流動之加熱燈退火之狀態下之第1說明圖。 圖1 0係在根據習知技術之半導體裝置之製造方法中而適 用氮流動之加熱燈退火之狀態下之第2說明圖。
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Claims (1)

  1. 538545 六、申請專利範圍 1」一種半導體裝置,其特徵為,係具備有: 半導體基板1 ; ,動式閘極電極4,係透過氧化膜2而形成在前述半導體 基板1上側;以及, 雷域係在由上方觀察時’於鄰接前述浮動式閘極 夕^極4兩側之位置上,露出前述半導體基板丨之表面,·此 前述半導體基幻係包含由前述活性區域而朝向 入不純物之不純物注入區域6、7 ; ' 月述不純物注入區域6、7係涵蓋整個區域而包含气· 前述浮動式閘極電極4,係包含側壁以及 1 逐過月丨j述侧壁 形成為覆盍前述側壁以便於不揮發電子之氧化膜。 2 ·如申請專利範圍第1項之半導體裝置,1 、 & 純物係砷。 ^、,則述不 3· —種半導體裝置之製造方法,其特徵為,係包人、 之製程:具有側壁之浮動式閘極電極4係透過:匕含以下 成在半導體基板1之上側,由上方觀察時,配蓄+々 接前述浮動式閘極電極4兩側之位置具有露出#^ 基板1表面之活性區域,對於注入不純物至前述、、舌 了肢 者,在包含氮和氧之第1混合氣體之環境下,進L 11區域 之加熱燈退火作業;以及, 订熱處理 在前述加熱燈退火作業之後,於包含氧之第2、思人^ 之環境下,進行熱處理,以便於在前述側壁,形\氣體 之氧化膜形成作業。 ^ 、氣化膜
    C:\2D-CODE\91-07\9ll08956.ptd 第14頁 538545 六、申請專利範圍 4. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置之製造方法,其 中,作為前述第1混合氣體,係使用包含氧體積比1 〇 %以 上、7 0 %以下者。 5. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置之製造方法,其 中,前述不純物係珅。
    C:\2D-CODE\91-07\91108956.ptd 第15頁
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